平原联围感潮河网暴雨洪涝灾害风险分析:以珠江三角洲中顺大围为例

珠江三角洲联围内部河网排涝受到局地暴雨、流域洪水、海洋潮汐和风暴潮等多种因素影响,面临复杂严峻的洪涝灾害威胁.以中顺大围为例,利用高精度的河涌断面测绘数据和陆地地形数据(DEM)融合生成水上水下一体化的高程模型(DEBM);并基于DEBM构建水位-库容曲线和水量平衡模型,建立综合暴雨径流、泵排量和外江潮位的联围水闸排水...     

感潮河段交汇区水流特性数值模拟 --以宁波三江口为例

河流交汇为城市的发展提供了便利,对区域防洪、航运及河道演变影响重大。针对感潮河段交汇区域特有的非恒定往复流条件,以宁波三江口为例,运用Delft-3D建立二维水动力数学模型。基于实测水文和地形资料,引入四种评估参数对模型进行了率定与验证。重点分析了洪、枯两季涨、落急时刻,交汇区流速分布及水面形态等水流特性。结果表明:涨潮时,交汇区流场可类比分叉水流;落潮时,则为交汇水流;交汇区顶点及左支入汇侧下游存在两个低流速区,并可形成分离区;汇流区流速整体呈落潮大于涨潮的趋势,洪、枯季间最大流速相近。此外,涨、落急时刻典型特征断面水面呈单一横比降,且落急时刻比降明显大于涨急时刻;落急时,交汇口水面呈混合层附近高,两侧低的"马鞍形"分布。     

平原感潮河网地区防汛减灾能力评价指标体系研究——以上海市为例

平原感潮河网地区极易遭受流域洪水、区域暴雨、台风、高潮等多重袭击影响,防汛情况复杂,通过开展防汛减灾能力评价可以科学反映地区抵御水灾的能力。以上海市为例,建立了上海市防汛减灾能力评价指标体系,共分3个层级、2个一级指标、7个二级指标、27个三级指标,以期对其他相关地区防汛减灾能力评价体系的建立提供借鉴。     

感潮河段悬沙数学模型——以长江口为例

感潮河段的水流、泥沙运动有其独特的性质。本文针对其特点 ,水流的挟沙力由水动力因素、泥沙因素共同决定 ,以此建立非均匀悬沙的二维数学模式。模式用于模拟长江口感潮河段的悬沙含量的分布和变化 ,计算的结果与 1996年 9月实测资料拟合的较好 ,并在此基础上分析了感潮河段流速、含沙量与水流挟沙力的确定之间的关系。     

感潮河网水资源调度试验研究

以广州市海珠区新癵围河网为研究区域，针对其平原感潮河网特点和独特的地理位置，充分利用珠江潮汐动力和较干净水资源，采用水资源调度方法来改善该区域水环境。分析调水期间各水力要素以及水质指标的变化情况，结果表明：充分利用珠江潮汐规律，采用涨潮引水、落潮排水方案，能使河网内主要河道水体定向有序地流动，进而提高水体的流动性，加快水体更新速度，可以在一定程度上改善河涌水质。该研究对珠江三角洲地区城市河道整治具 有较为重要的指导意义。     

平原感潮河网水质模型研究

针对平原感潮河网水质状况的待点，利用一维对流扩散方程、水质过程方程建立了河网水质模型；利用GIS对1999年全市点源和面源污染负荷进行合理的分配和计算；进行主要水质参数的灵敏度分析；利用1999年6月～9月的实测水质资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。     

一、二维耦合数学模型在感潮河网洪水风险图编制中的应用

为了解决感潮河网径流、潮汐交汇,动力复杂,溃决洪水难以用经验公式准确概化的问题,建立直接以溃口为耦合断面的河网一维、保护区二维侧向耦合模型,将感潮河网与保护区一体化,避免环境因素及经验参数的不确定性带来的溃口流量估算误差。典型算例和中顺大围溃决洪水情景模拟表明：洪水自溃口集中喷射出后分散流向围内,流态受围内下垫面影响显著,溃口水位、流量随外江潮位涨落而起伏变化,由溃口流量过程线计算所得溃口水量与根据淹没区各单元的面积和水深计算的围内总水量一致。模拟成果直接反映下垫面、水头差、潮位涨落,及溃口流态对溃决洪水的综合影响,反映出本耦合模型计算溃口流量及对溃决洪水模拟的合理性、可信性,具有较好的应用前景。     

感潮河网区水量调控的调水总量计算

针对过去感潮河网调水总量计算缺乏实用的经验公式以及数学模型计算代价高、时效性差等问题,将感潮河网调水总量的计算转换为内河平均水位的计算,提出采用具有强大非线性映射能力的BP人工神经网络理论识别调水后内河平均水位与潮形、初始内河平均水位、闸门开启时的外河水位、调水方案等影响因素之间的复杂函数关系。人工神经网络的训练样本由河网非恒定流数学模型提供。在上海市浦东新区河网的应用结果表明,所建立的感潮河网水量调控的调水总量非线性计算模型计算简单、快速、准确,有利于感潮河网水量调控方案的正确评估和科学决策,对其他水利工程水量调控问题也具有较好的借鉴意义。     

平原感潮河网地区河道洪水对村镇内涝的影响

随着平原感潮河网地区城市化快速发展,下垫面变化落后导致河道泄洪能力不足,河道洪水水位明显上涨,村镇内涝灾害日益频繁,已明显制约当地经济发展。在分析平原感潮河网地区村镇内涝影响因素基础上,以典型村镇为例,通过数值模拟方法分析该地区河道洪水对村镇内涝影响。结果显示50 a一遇与100 a一遇河道洪水分别导致村镇排涝水量减少25.17%,55.24%,排涝水量减少对村镇内部河流洪水过程的影响明显。降雨量增大加剧了排涝水量减少对村镇内涝淹没面积扩大的影响。河道洪水可导致村镇内涝淹没面积扩大22%,加剧了村镇内涝灾情。此研究成果可为该地区村镇内涝风险管理提供参考。     

感潮河流水环境容量计算——以太湖流域太浦河为例

为了探讨感潮河流水环境容量计算方法,以太湖流域重要的感潮河流——太浦河为研究对象,在水量、水质模拟计算的基础上,建立了感潮河流水环境容量计算模型,核算了太浦河的水环境容量,并对核算结果的合理性进行了验证。结果表明,2003年型(P=88%)降雨条件下,太浦河COD水环境容量为14405 t/a,NH3-N水环境容量为1 007 t/a。     

基于水动力水质模拟的感潮河网生态补水研究

为探究改善粤港澳大湾区河口城市水系水动力不足、水质较差的情况,以东莞市滨海湾新区为例,进行以潮汐为水源的生态补水效果研究,考虑引潮河涌宽度、河涌连通的差异性拟定补水方案,建立研究范围内的水动力水质耦合模型,结合实测的同步水文水质数据对模型进行率定,模拟不同方案下引潮量、水位、流速、污染物特征值的变化趋势。结果表明:引潮河涌宽度增加,引潮量增大,但对河涌水位、流速等基本无影响,对水质提升效果影响也较小;河涌全部连通,有助于降低污染物特征值;断头涌内水流往复流动,污染物浓度较高;单纯通过引潮难以将NH_3-N浓度降低至Ⅴ类水标准限值以下,需辅以其他污染物削减措施。     

平原感潮河网水动力模型研究

利用一维Saint—Venant方程组、河网汊点连续方程及边界条件建立了河网水动力学模型；采用Abbott六点隐式差分格式离散控制方程组；求解河网时，将河段方程自相消元，得到以汊点水位为基本未知量的汊点方程组；采用汊点优化编码来降低汊点方程组系数矩阵的带宽以提高计算精度和节省计算耗时。对上海市平原感潮河网进行了合理概化，利用1999年6月～9月的实测水文资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。     

平原感潮河网区城市设计洪水位的确定方法

本文以常州市运河设计洪水位的确定为例,探讨了受潮汐影响的平原河网区城市设计洪水位的确定方法。所建议的首先按实测水位系列(若水位资料充分)或频率组合法(若水位资料短缺)推求现状工情、不破圩、无内涝情况下的设计洪水位,然后按河网洪水演算模型分析不同防洪措施对设计洪水位影响的方法,无须涉及设计暴雨与潮位遭遇组合这个麻烦问题,也无须作设计洪水与设计暴雨同频率的假设,因而设计标准概念明确,又比长系列操作法简单易行和更能充分应用有关信息,是一个可供进一步研究的方法。     

平原感潮河网区域城市洪涝分析模型研究

为开展平原感潮河网区域城市的洪涝分析,综合考虑了该类型区域河流密度大、具有城市的特殊下垫面以及市政排水对洪涝的影响等特点。以城市主干河流、堤防等交汇包围的区域为单元提出了河网排涝单元模型,以排水分区为单元按照其排水能力建立了排水概化模型,并与模拟主干河道和道路、模拟地面的洪水演进模型耦合,建立了平原感潮河网区域城市洪涝分析模型。以上海市浦西防洪保护区为例,开展了上游河道洪水、风暴潮及区域降雨和防洪工程调度综合影响下的洪涝分析。结果表明,黄浦公园等站潮(水)位过程与实测基本一致,苏州河、淀浦河、西大盈港等河流发生漫溢,与实际情况基本相符。研究成果对平原河网地区城市洪涝模拟具有参考价值。     

感潮河网地区建设项目水资源论证要点分析——以上海浦东新区前滩ES4单元为例

感潮河网地区由于具有河网密布、流动性复杂、人工干预性强等水系特征,水资源论证范围的选取和取水水源论证,成为了水资源论证工作中的要点与难点。分析了上海浦东新区感潮河网地区的水系特征及水资源开发利用特点;根据实践经验,提出了感潮河网地区水资源论证范围选取和取水水源论证等论证要点的实用分析方法。以上海浦东新区前滩ES4单元建设项目为例,进一步说明了该实用分析方法的可行性,可为感潮河网地区建设项目水资源论证工作提供参考。     

感潮河段上游洪水与河口潮位遭遇研究

采用定性分析和定量计算相结合的方法研究洪水与潮位遭遇,首先采用定性分析法确定洪水与潮位遭遇可行方案集,再利用洪水与潮位遭遇的组合风险概率模型定量计算各种可行方案集的风险率,统筹考虑防洪安全及工程投资,最终确定洪水与潮位遭遇最优方案.以小清河为例的研究表明:洪潮遭遇可行方案集为50 a一遇洪水遭遇5～50 a一遇潮位,最...     

基于水动力数学模型的中顺大围群闸联动调度模拟研究

通过建立一个以珠江三角洲网河区作为整体,嵌套中顺大围等主要堤围内河涌的一维水动力模型,对中山市主要堤围内外各主要节点水位、流量进行模拟分析,通过对平、枯两种水文条件,不同闸门引排方式,不同河涌控制水位等多种方案进行比较,提出群闸联调方案,优化调整现有排涝布局,加强内河涌和外江水道的连通,利用群闸联控措施改善中顺大围水环...     

平原感潮河网区建设项目场坪高程的确定与分析———以广州市白云区某房地产项目为例

以位于平原感潮河网区某房地产项目为例,从排涝安全角度提出场坪高程建议,并提出排涝优化措施,可供平原感潮河网地区土地开发项目排涝安全分析参考。     

时间尺度对平原感潮河网水动力水质模拟精度的影响

为探究不同时间尺度边界入流条件对平原感潮河网水动力水质模型模拟精度的影响,以典型平原感潮河网地区的张家港市中部为研究区域,结合野外同步监测数据、自动高频监测数据、常规监测资料等构建了水动力水质模型进行模拟分析。结果表明:时间尺度、开始取值时刻以及调度情况均会影响模拟精度;研究区域边界入流条件、水动力模拟结果和水质模拟结果可信的最大时间尺度为1 h,水质模拟精度优于水动力模拟精度。